JPH05258375A - 光磁気記録装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 従来に比して高密度で情報を記憶しこの情報
を高Ｓ／Ｎ比で再生することができる光磁気記録装置を
提供することを目的とする。 【構成】 記録媒体１に情報を記録する場合は、記録用
磁気ヘッド３から磁場を印加することにより行なう。ま
た、記録媒体１に記録された情報は、再生用光学ヘッド
４により、カー効果及びファラデー効果等の磁気光学効
果を利用して再生する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、コンピュータ等のＯＡ
（オフィスオートメーション）機器の情報記憶端末装置
として使用される光磁気記録装置に関し、特に高密度記
録に好適の光磁気記録装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】コンピュータ等のＯＡ機器に接続される
情報記憶端末装置としては、ハードディスクドライブ
（ＨＤＤ）及びフロッピーディスクドライブ（ＦＤＤ）
等の磁気記録装置が広く使用されている。これらの磁気
記録装置は磁気ヘッドを備えており、磁性膜を備えた円
板状の磁気記録媒体を回転させつつ、磁気ヘッドからこ
の記録媒体に磁場を印加して記録媒体に情報を記録す
る。また、磁気記録媒体から情報を再生する場合は、磁
気記録媒体を回転させつつ、例えば電磁誘導により磁気
ヘッドに発生する電圧信号を利用して情報を再生する。

【０００３】ところで、近時、光学的に情報の記録及び
再生を行なう光磁気ディスク装置が開発され、新しい情
報記録方式として注目されている。この光磁気ディスク
装置においては、記録媒体にレーザ光を照射して記録媒
体の温度を保磁力が低下するキュリー温度近傍まで上昇
させ、弱い印加磁場で照射部分の磁化を反転させること
により記録媒体に情報を記録する。また、記録媒体から
情報を再生する場合は、記録媒体に低出力の直線偏光レ
ーザ光を照射し、磁気光学効果（カー効果又はファラデ
ー効果）を利用して情報を再生する。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た磁気記録装置においては、記録密度が高密度になるに
伴って、以下に示す欠点が顕在化する。

【０００５】（１）トラック密度が向上するほど再生出
力が低下して、Ｓ／Ｎ比（信号とノイズとの比）が低下
する。

【０００６】（２）記録媒体と再生ヘッドとの相対速度
が低くなると、例えば再生ヘッドとして磁気誘導型ヘッ
ドを使用した場合に、再生出力が低下する。また、再生
ヘッドとして磁気抵抗素子を使用した場合も、磁区構造
の不安定性に起因するバルクハウゼンノイズが大きくな
る。

【０００７】（３）長手磁気記録方式において線記録密
度を高くすると、記録媒体の磁化反転部分が記録方向に
直交する方向に対して鋸歯状になるため、媒体ノイズが
大きくなる。

【０００８】（４）垂直磁気記録方式においては、Ｃｏ
Ｃｒ合金膜及びＢａフェライト膜等の垂直磁気異方性が
大きい記録膜を使用することにより、媒体ノイズを小さ
くできて高密度に情報を記録することができる。しか
し、このような記録膜は、一般的に飽和磁化が小さいた
め、媒体からの漏れ磁界を検出して十分な再生出力を得
るためには、再生ヘッドのギャップ長又はポール長を短
くすると共に、記録媒体との間隔を 500Å以下に接近さ
せることが必要である。このように、ヘッドと記録媒体
とが殆ど接触している状態で情報を再生しようとする
と、ヘッドクラッシュの虞れがある。

【０００９】一方、光磁気ディスク装置においても、以
下に示す本質的な問題点がある。

【００１０】（１）記録部分の温度を制御しつつ情報を
記録するため、環境温度の影響を強く受ける。即ち、同
一のレーザ出力で情報を記録した場合に、環境温度が異
なると、記録ピットの大きさも異なる。このため、磁気
記録方式において容易に実現できるピットエッジ記録
が、光磁気ディスクの場合は困難である。

【００１１】（２）情報の重ね書きを１回のレ−ザ光走
査で行なうことが困難である。例えば、重ね書きが可能
な方式として、磁界変調方式及び光強度変調方式等が提
案されている。しかし、磁界変調方式には、高周波磁界
とレーザ光とを同時に記録媒体の同一箇所に印加する必
要があるため、記録媒体の片面にしか情報を記録するこ
とができないという欠点がある。一方、光強度変調方式
においては、記録膜として２乃至４層の磁性膜を使用
し、各膜のキュリー温度を精密に制御することが必要で
あるため、記録媒体の製造歩留りが低いという欠点があ
る。また、記録媒体に情報を記録する際に高出力のレー
ザ光を必要とする。更に、記録ピットの大きさを制御す
ることが困難であるため、ピットエッジ記録には不向き
である。

【００１２】（３）転送速度を大きくするほど、記録時
に高出力のレーザ光を必要とする。

【００１３】このように、従来の磁気記録装置において
は、再生時のＳ／Ｎ比が低いという問題点があり、光磁
気ディスク装置においては、記録時の昇温過程に起因す
る記録磁区の不安定性という問題点がある。

【００１４】本発明はかかる問題点に鑑みてなされたも
のであって、環境温度による記録ピットの変動を回避で
きると共に高出力レーザを必要とせず、記録媒体に高密
度で情報を記録することが可能であり、且つ、記録媒体
から高Ｓ／Ｎ比で情報を再生することができる光磁気記
録装置を提供することを目的とする。

【００１５】

【課題を解決するための手段】本発明に係る光磁気記録
装置は、磁性膜を備えた記録媒体と、この記録媒体に磁
場のみを印加することにより情報を記録する情報記録手
段と、光源を備えておりこの光源からの出力光を前記記
録媒体に照射し磁気光学効果を利用して前記記録媒体に
記録された情報を再生する情報再生手段とを有すること
を特徴とする。

【００１６】

【作用】本発明においては、情報記録手段は、記録媒体
に磁場のみを印加することにより情報を記録する。磁場
のみを印加することにより記録媒体に情報を磁気的に記
録する方法は、環境温度等により記録ピットサイズが変
動することなく、比較的容易に情報を高密度で記録する
ことができると共に、記録媒体に容易に情報を重ね書き
することができるという利点がある。

【００１７】また、本発明においては、カー効果及びフ
ァラデー効果等の磁気光学的効果を利用して情報を再生
する情報再生手段を有している。磁気光学的に情報を読
み出す方式においては、高密度に記録された情報を高Ｓ
／Ｎ比で再生することができるという利点がある。

【００１８】このように、本発明においては、情報の記
録は磁気的に行ない、情報の再生は磁気光学的に行なう
ため、記憶媒体に高密度で情報を記録できると共に、こ
の記録した情報を高Ｓ／Ｎ比で再生することができる。

【００１９】ところで、記録媒体における記録磁化の方
向は、膜面に対して垂直方向となる場合（垂直磁化膜）
と、面内方向（面内磁化膜）となる場合とが考えられ
る。

【００２０】例えば、垂直磁化膜を備えた記録媒体を使
用する場合は、垂直磁気異方性が大きく、且つ、磁気光
学効果（カー効果及びファラデー効果）が大きな磁性膜
を使用し、単磁極ヘッド又はリングヘッドを用いて情報
を記録する。そして、記録部に直線偏光のレーザ光を照
射し、極カー効果又はファラデー効果による偏光面の回
転を検出して信号再生を行なう。

【００２１】面内磁化膜を媒体とする場合は、図３に示
すように、従来の長手記録のように記録磁化方向をヘッ
ド１８に対する記録媒体１７の移動方向と同一方向にす
るよりも、図４に示すように、記録磁化方向が記録媒体
１７の移動方向に対して大きな角度をもっているほうが
反磁界の影響が少ない。このため、面内磁化膜を使用す
る場合は、記録用ヘッドとしてリング型ヘッドを使用
し、印加磁界の方向が記録媒体の移動方向に対して４５
°以上の角度をなすことが好ましい。この場合は、例え
ば、再生時に縦カー効果を利用して情報を読み出すため
に、対物レンズの開口角を利用して、レーザ光を媒体面
に対して斜めに入射させることが必要である。

【００２２】

【実施例】次に、本発明の実施例について添付の図面を
参照して説明する。

【００２３】図１は本発明の実施例に係る光磁気記録装
置を示す模式的平面図である。

【００２４】記録媒体１は円板状の部材であり、スピン
ドルモータ２により所定の回転数で回転するようになっ
ている。記録用磁気ヘッド３は、例えば、単磁極型の薄
膜ヘッドであり、ポール長は１μｍ、トラック幅は５μ
ｍ、ヘッド浮上高さ（ヘッドと記録媒体との間隔）は0.
2 μｍである。また、記録用磁気ヘッド３は、駆動装置
（図示せず）により駆動されて記録媒体１の半径方向に
移動可能になっている。この磁気ヘッド３は、記録媒体
１の磁化容易軸方向において記録媒体１の保磁力よりも
十分に大きな磁界を発生することができる。

【００２５】磁気ヘッド３としては、後述する記録媒体
１の記録膜として垂直磁化膜を使用する場合には、磁界
の発散が少ない垂直磁気記録用単磁極ヘッドが適してい
る。また、この場合は、ギャップ長が長い（例えば、
0.5乃至5 μｍ）リングヘッドを使用することもでき
る。一方、記録媒体１の記録膜として面内磁化膜を使用
する場合でも、ギャップ長が長い（例えば、 0.5乃至5
μｍ）リングヘッドを使用することができる。

【００２６】光学ヘッド４は半導体レーザ５を備えてお
り、この半導体レーザ５から出力されたレーザ光はレン
ズ６ａ、ビームスプリッター８、反射鏡７及び対物レン
ズ６を介して磁気記録媒体１の表面に集光される。この
照射光は直線偏光であり、磁気記録媒体１からの反射光
は磁気記録媒体１に記録された情報に基づくカー効果に
より直線偏光角度が変化している。

【００２７】この反射光はレンズ６により集光され、ビ
ームスプリッター８を透過して１／２波長板９に到達す
る。そして、この１／２波長板９を透過した光はレンズ
６ｂを介して偏光ビームスプリッター１０に入射し、偏
光角によりこの偏光ビームスプリッター１０を透過する
光と反射する光とに分離される。これらの光は夫々光検
出器１１ａ，１１ｂに入射し、電気信号に変換される。

【００２８】再生用光学ヘッド４の半導体レーザ５の発
振波長は例えば 830ｎｍであり、対物レンズ６の開口数
（ＮＡ）は0.55である。

【００２９】この光学ヘッド４も、駆動装置（図示せ
ず）により駆動されて、記録媒体４の半径方向に移動す
るようになっている。

【００３０】再生用光学ヘッド４としては、直線偏光を
照射し、反射光又は透過光のカー回転角又はファラデー
回転角を検出することができることが必要である。この
場合に、光源の波長は可及的に短いことが好ましい。ま
た、対物レンズ６の開口数（ＮＡ）は大きいことが好ま
しい。更に、光学ヘッド４は、記録媒体１の半径方向に
移動させる必要上、可及的に小型であると共に軽量であ
ることが好ましい。更にまた、記録媒体１の記録膜が面
内磁化膜の場合は、この記録膜に対して斜めにレーザ光
を入射させることが必要である。

【００３１】図２は、記録媒体１を示す模式的断面図で
ある。

【００３２】記録媒体１は、ガラス基板１２上にＡｌか
らなる反射膜１３、ＳｉＮからなる誘電体膜１４、Ｔｂ
ＦｅＣｏからなる記録膜１５及びＳｉＮからなる保護膜
１６を順次スパッタリング法により形成して積層したも
のである。なお、記録膜１５は、Ｔｂが15重量％、Ｆｅ
が75重量％、Ｃｏが10重量％の組成を有しており、角形
性が極めて良好な垂直磁化膜である。また、この記録膜
１５の保磁力は１ｋＯｅ、カー回転角は 0.4°、キュリ
ー温度は約 300℃であり、室温近傍（ -20乃至60℃）で
は磁気特性が極めて安定している。

【００３３】記録媒体としては、磁気異方性が強く、磁
気光学的効果が大きい記録膜を有していることが必要で
あると共に、この記録膜の容易磁化方向の保磁力が記録
用磁気ヘッドの発生磁界よりも低い（例えば、 300乃至
3000Ｏｅ）ことが必要である。また、この記録膜は、カ
ー回転角又はファラデー回転角が大きい垂直磁化膜であ
ることが好ましい。更に、この記録膜は、室温付近にお
ける磁気特性の温度依存性が小さいことが好ましい。更
にまた、記録媒体には、誘電体膜及び反射膜を積層して
設けることにより、見掛け上のカー回転角を増大させる
ことが好ましい。更にまた、記録媒体の表面には保護膜
及び潤滑膜を設けることが好ましい。

【００３４】本実施例においては、以下に示す利点があ
る。

【００３５】（１）記録用ヘッドが磁気ヘッドであるた
め、ピットエッジ記録が可能であり、高い線記録密度を
得ることができる。

【００３６】（２）記録用ヘッドが磁気ヘッドであるた
め、記録媒体に情報を容易に重ね書きすることができ
る。

【００３７】（３）トラックピッチを１μｍ程度まで小
さくできるため、光記録と同程度の高いトラック密度を
達成できる。

【００３８】（４）記録用磁気ヘッドは情報の記録にの
み使用するため、磁気ヘッドと記録媒体との間隔及びギ
ャップ長（長手記録用リングヘッドの場合）又はポール
長（垂直磁気記録用単磁極ヘッドの場合）を低減する必
要がない。

【００３９】（５）再生用光学ヘッドは情報の再生のみ
に使用するため、光源の出力を低減できる。このため、
光源として、ＳＨＧ（Secondary Harmonic wave Genera
tion；２次高調波発生）素子を用いた高調波レーザ等の
低出力短波長レーザ光源や、光導波路とグレーティング
とを使用した微小光学素子を利用することが可能にな
る。

【００４０】（６）記録膜として、例えば飽和磁束密度
が低く垂直磁気異方性が大きい非晶質又は微細結晶の磁
性膜を用いることができるため、媒体ノイズを低減でき
ると共に、線記録密度を従来に比して大幅に向上でき
る。

【００４１】（７）温度変化を利用した記録方式でない
ため、磁性膜としてキュリー温度が高い磁性体を使用す
ることができ、記録ピットの大きさが環境温度の影響を
受けない。

【００４２】（８）面内磁化方式の場合、短波長域で大
きな磁気光学効果を有しているが、垂直磁気異方性が小
さいＣｏＰｔ及びＰｔＭｎＳｂ等を記録膜材料として使
用することができて、短波長レーザでの再生出力を向上
させることができる。

【００４３】本実施例に係る光磁気記録装置を実際に製
造し、その特性を調べた。この場合に、周波数が５ＭＨ
ｚであり、振幅が30ｍＡ_0-p の矩形電流を記録用磁気ヘ
ッドのコイルに供給し、記録媒体の周速が１０ｍ／秒の
条件で信号を記録した。また、この記録媒体に記録した
信号を、光学ヘッドにより再生した。この光学ヘッドの
レーザ出力は１ｍＷである。その結果、再生出力のキャ
リア対ノイズ比（Ｃ／Ｎ）は５０ｄＢ以上と極めて優れ
たものであった。

【００４４】

【発明の効果】以上説明したように本発明においては、
情報記録手段が磁場のみを印加することにより記録媒体
に情報を記録し、情報再生手段は磁気光学効果を利用し
て記録媒体に記録された情報を再生するから、記録媒体
に高密度で情報を記録できると共に、この記録した情報
を高Ｓ／Ｎ比で再生することが可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例に係る光磁気記録装置を示す模
式的平面図である。

【図２】同じくその記録媒体を示す模式的断面図であ
る。

【図３】長手記録を示す斜視図である。

【図４】横方向記録を示す斜視図である。

【符号の説明】

１；記録媒体 ２；スピンドルモータ ３；記録用磁気ヘッド ４；再生用光学ヘッド ５；半導体レーザ ６，６ａ，６ｂ；レンズ ７；反射鏡 ８，１０；ビームスプリッター ９；１／２波長板 １１ａ，１１ｂ；光検出器 １２；ガラス基板 １３；反射膜 １４；誘電体膜 １５；記録膜 １６；保護膜

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 平野 貴之 兵庫県神戸市西区高塚台１丁目５番５号 株式会社神戸製鋼所西神総合研究地区内 (72)発明者 真鍋 伸一 兵庫県神戸市西区高塚台１丁目５番５号 株式会社神戸製鋼所西神総合研究地区内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 磁性膜を備えた記録媒体と、この記録媒
   体に磁場のみを印加することにより情報を記録する情報
   記録手段と、光源を備えておりこの光源からの出力光を
   前記記録媒体に照射し磁気光学効果を利用して前記記録
   媒体に記録された情報を再生する情報再生手段とを有す
   ることを特徴とする光磁気記録装置。
2. 【請求項２】 前記記録媒体の磁性膜は垂直磁化膜であ
   ることを特徴とする請求項１に記載の光磁気記録装置。
3. 【請求項３】 前記記録媒体の磁性膜は垂直磁気異方性
   を有しないものであり、前記情報記録手段による記録磁
   化の方向が前記記録媒体の移動方向に対し４５°以上の
   角度をなすことを特徴とする請求項１に記載の光磁気記
   録装置。